ОДНОСТОРОННЄ ВИСОКОШВИДКІСНЕ ЗВАРЮВАННЯ СКЛАДОВИМ ЕЛЕКТРОДОМ

Анотація

При односторонньому зварюванні на флюсовій подушці на рідкий метал зварювальної ванни діють спрямовані вниз  тиск дуги Р_Д, тиск електродного металу Р_Е, магнітний тиск Р_ЕМ,  гідродинамічний тиск рідкого металу Р_Г, тиск флюсу Р_Ф і спрямовані вгору тиск поверхневого натягу Р_ПН та тиск флюсової подушки Р_ФП. Якісне формування зворотного валика при  односторонньому зварюванні на флюсовій подушці забезпечується при рівновазі тисків, діючих на рідкий метал  ванни.   Рівновага в зварювальній ванні та формування швів при односторонньому зварюванні  в значній мірі визначаються тиском дуги, яка передає металу теплову та кінетичну енергію, під дією якої метал розплавляється і витікає з зварювальної ванни, виникають мікроспотворення кристалічної решітки, мікронапруги, щільність дислокацій,  мікроструктура стає крупнозернистою та знижується ударна в’язкість зварних з’єднань Тиск зварювальної дуги прямо пропорційний квадрату струму та обернено пропрційний площі, по якій переміщується активна пляма.

Для зниження тиску дуги та підвищення ударної в’язкості зварних зєднань розроблено процес одностороннього високошвидкісного зварювання складовим електродом, який складається з дроту та  U-подібної стрічки. Дуга переміщується торцем електрода в поздовжньому та поперечному напрямках, площа, по якій переміщується дуга, зростає, тиск дуги зменшується в 4 рази. При наплавленні перпендикулярною стрічкою дуга переміщується перпендикулярно зварювальної ванни. Швидкість зварювання 15м/г і кристалізації рідкого метала зварювальної ванни мінімальна, 0,004 м/с,  енергія,   розмір зерна, міжатомна відстань зростають, зменшуються міжатомні зв’язки та ударна в’язкість зварних з’єднань.

При зварюванні дротом дуга концентрується на торці електроду, ефективність процесу, швидкість зварювання підвищується до 40 м/г і кристалізації рідкого металу  ванни  до 0,011 м/с, енергія зменшується. що приводить  до зростання ударної в’язкості зварних з’єднань. Найбільш ефективно зростає ударна в’язкість зварних з’єднань при односторонньому високошвидкісному зварюваннні складовим електродом, з швидкістю зварювання 75 м/г,  швидкість кристалізації рідкого металу  ванни зростає до 0,021 м/с, енергія зменшується, здрібнюється мікроструктура, скорочується міжатомна відстань і підвищуються міжатомні зв’язки. Зі зростанням швидкості зварювання і кристалізації рідкого металу зварювальної ванни зростає якість формування зворотного шва на флюсовій подушці, здрібнюється мікроструктура, скорочується міжатомна відстань, підвищуються міжатомні зв’язки та ударна в’язкість зварних з’єднань.

Розроблено процес  одностороннього високошвидкісного зварювання складовим електродом на флюсовій подушці, що забезпечує зниження тиску зварювальної дуги, якісне формування швів,  незалежно від зазору, зростання швидкості зварювання та кристалізації, здрібнення мікроструктури, скорочення міжатомної відстані, підвищення міжатомних зв’язків і ударної в’язкості зварних з’єднань в 2 – 2,5 рази.